Post on 14-Feb-2019
transcript
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
1
UNIVERSIDAD DE COLIMA
ELABORACIÓN Y EVALUACIÓN DE TABLEROS AGLOMERADOS A BASE DE FIBRA DE COCO Y
CEMENTO
TRABAJO CON EL CARÁCTER DE
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN ARQUITECTURA
P R E S E N T A
MARTHA ANGELICA NOVOA CARRILLO
Director de Tesis: Dr. Miguel Elizondo Mata
Asesores: M.C. Francisco Fuentes Talavera
M.C. Julio de J. Mendoza Jiménez Dr. Adolfo Gómez Amador
COQUIMATLAN, COLIMA JULIO DEL 2005.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
2
AGRADECIMIENTOS: A CONACYT por la oportunidad de obtener una beca para realizar el estudio de Maestría. Al Departamento de Madera, Celulosa y Papel, por su apoyo incondicional, y por el tiempo que muy amablemente me otorgaron. Muy especialmente al MC. Francisco Javier Fuentes Talavera, por todos sus conocimientos transmitidos, por confiar en mi y por brindarme su amistad. Al Dr. Miguel Elizondo Mata, por guiarme durante todo mi trabajo de tesis y por el ánimo que me brindaba. Al MC. Julio de Jesús Mendoza, por su paciencia y su apoyo. A la Universidad de Colima por tener líneas de investigación que brinden un bienestar ecológico. A mi Familia y todas las personas que estuvieron cerca de mi apoyándome. Y principalmente a Dios.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
3
INDICE
1.- INTRODUCCIÓN 1
2.- OBJETIVOS 6
3.- HIPÓTESIS 6
4.- JUSTIFICACIÓN DEL TEMA 7
5.- MARCO TEÓRICO
5.1 LA CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE 10
5.2 DIFERENTES TIPOS DE TABLEROS
5.2.1 Tableros de partículas 15
5.2.2 Tableros de fibras 15
5.2.3 Tableros contrachapados 16
5.3.3 Tableros de cemento-material lignocelulósico 16
5.3 INVESTIGACIONES RELACIONADAS CON TABLEROS 18
ELABORADOS DE MATERIALES ALTERNATIVOS
5.4 MATERIAS PRIMAS
5.4.1 La Palma de Coco 29
5.4.2 La Fibra de coco y sus características 35
5.4.3 El Cemento 38
6.- DESARROLLO EXPERIMENTAL
6.1.- MATERIALES Y MÉTODOS
6.1.1 Obtención de materia prima 43
6.1.2 Desintegrado de material fibroso y 44
Clasificación de partículas
6.2.- DISEÑO EXPERIMENTAL
6.2.1 Variables de estudio 48
6.2.2 Combinación de variables 49
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
4
6.3 ELABORACIÓN DE TABLEROS CEMENTO-ESTOPA DE COCO
6.3.1 Preparación de mezclas 50
6.3.2 Formación del tablero 54
6.3.3 Prensado del tablero 56
6.3.4 Curado y fraguado del tablero 57
6.4 EVALUACIÓN MECÁNICA DE LOS TABLEROS
6.4.1 Comportamiento a flexión 61
- Resistencia 63
- Módulo de elasticidad 64
6.4.2 Comportamiento a compresión 70
6.4.3 Graficas de Esfuerzo-Deformación 75
7.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.1 Análisis del diseño experimental
7.1.1 Tablas de resultados 84
7.1.2 Efecto de las variables sobre las
propiedades a flexión 91
7.1.3 Efecto de las variables sobre las
propiedades de compresión 95
8.- COMPARACION CON OTRAS INVESTIGACIONES 98
9.- CONCLUSIONES 99
10.- RECOMENDACIONES 100
11.- BIBLIOGRAFÍA 101
12.- APENDICE
a.- Fotografías 107
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
5
1.- INTRODUCCIÓN
México es un país de gente joven ya que la mitad de la población nació
después de 1975 y por lo tanto dichos habitantes en esta década requerirán
de vivienda, se estima con base en el crecimiento demográfico del país y en el
mercado potencial de vivienda de 1999 (1, 000,000 unidades), por lo que en
los próximos 10 años será necesario construir el equivalente a las ciudades
de México, Monterrey y Guadalajara mas dos veces.
Esto nos índica que el problema de la vivienda en México cada día adquiere
mayor importancia dentro de las necesidades de los ciudadanos, cientos de
familias requieren de una vivienda, en donde puedan realizar sus actividades
diarias, por lo tanto esta demanda origina una construcción irracional, en
suelos no aptos para la construcción, muchas de las construcciones con una
mala calidad por falta de supervisión, y que de cierta manera debido a la
necesidad de los usuarios estas son habitadas, siempre y cuando tengan la
posibilidad económica de adquirir una vivienda.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
6
Tomando en cuenta la gran demanda de construcción de vivienda y la
necesidad también, de desarrollo de nuevos materiales de construcción, en el
presente trabajo, se investiga la manufactura y evaluación de un tablero a
partir de la combinación de fibra de coco con el cemento, mismo que pudiera
tener propiedades idóneas para su uso en la construcción.
Es importante destacar la relevancia de esta investigación en muchos
aspectos, principalmente en la utilización de la fibra de coco, que en este
caso es un material de desecho; además colaboramos a la utilización de
esquilmos agrícolas en la búsqueda de elementos que estén enfocados a la
construcción de vivienda económica, ayudando posiblemente a abatir costos
con las mismas características de algunos paneles que están en el mercado,
teniendo como ventaja la contribución al aspecto ecológico y económico.
Lo anterior redundaría en la economía de los usuarios, en donde no solo en
el sector más encarecido de la sociedad se reflejaría el principal beneficio.
En el mercado existen diversos tipos de paneles y aglomerados que ofrecen a
los usuarios una cantidad interesante de opciones para cada necesidad, y
las características indispensables para la utilización en la construcción.
Las características principales con las que puede contar un tablero para ser
útil en el área de la construcción y tener probabilidades de un estudio mas
profundo, en donde se analizan mas variantes a resolver, son obtenidas
mediante el ensayo de resistencia la flexión, densidad y resistencia a la
humedad.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
7
Esta investigación es el inicio de un proyecto que pretende al menos conocer
las características de los paneles cemento-coco, con la ventaja que se esta
utilizando una materia prima que en su mayoría es desperdicio de otras
actividades y que se convertiría en material de construcción mediante
procesos ambientales amigables.
En México al momento de elegir materiales para su vivienda se opta por los
materiales convencionales, sabemos que el tablero aglomerado aun no
abarca una gran área dentro del ámbito de la construcción, y aun menos el
tablero elaborado a base de material reciclado o esquilmos agrícolas.
Pero es una lucha constante para que nuestras próximas generaciones
crezcan con la conciencia de la utilización de materiales alternativos y tengan
la posibilidad de vivir en una sociedad con más respeto a su entorno natural.
El presente trabajo se basa prácticamente en la elaboración de los tableros
aglomerados con mayor o menor proporción de mezcla cemento-fibra (C-F),
agregado inerte (arena) y agua, partiendo de un diseño experimental, que
permite determinar las proporciones y el numero de tableros a realizar,
continuando con una serie de ensayos mediante los cuales determinaremos
sus propiedades físico-mecánicas, con el objetivo de obtener datos precisos
que sirvan como base para su aplicación en el campo de la edificación de
vivienda.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
8
Estos tableros se elaboraron y caracterizaron en el Dpto. de Madera,
Celulosa y Papel “Ing. Karl Augustin Grellmann” de la Universidad de
Guadalajara, mediante la colaboración y asesoría del M. C. Fco. Fuentes
Talavera, asesor de esta tesis.
En este trabajo se enfoco principalmente a estudiar la relación entre las
proporciones de mezcla de (F) coco y (C) cemento con las propiedades
resultantes de los tableros, por lo que otras formas y variables de elaboración
de estas, serán objeto de investigaciones posteriores con el ánimo de mejorar
los resultados alcanzados.
Lo importante de este tipo de estudios es que día a día se suman más
profesionistas interesados en la obtención de materiales alternativos que
sean útiles en la construcción y que por otro lado mantengan en vigor el
cuidado de nuestra naturaleza.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
9
Figura 1 Tableros de fibra - cemento elaborados en este trabajo de tesis.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
10
2.- OBJETIVOS
General:
• Generar por medio de la combinación de fibra de coco y cemento un
material cuyas propiedades puedan ser apropiadas para su uso en la
construcción de vivienda.
Particular:
• Conocer las propiedades físico-mecánicas del tablero cemento-fibra de coco.
• Proponer posibles usos en el campo de la Arquitectura.
3.- HIPÓTESIS
El aglomerado a base de fibra de coco y cemento, es un material cuyas
características físicas y mecánicas lo hacen susceptible de utilizarse en
diversos elementos que conforman etapas de la edificación de vivienda.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
11
4.- JUSTIFICACIÓN DEL TEMA
La principal aportación de esta tesis de Maestría es el conocimiento que
genere demostrando las bondades de la palma de coco en combinación con el
cemento para el desarrollo de nuevos materiales para la construcción;
aprovechando el estudio y la experiencia en el uso y el manejo de esta planta
tropical.
La relevancia de este proyecto radica no únicamente en la utilización de
esquilmos agrícolas aplicados en la construcción, uno de sus propósitos es
crear una conciencia ecológica, ir construyendo día a día una educación en
los seres humanos a utilizar materiales alternativos y así evitar destruir
nuestros ecosistemas.
Hacia 1940 el uso del tablero fibra-cemento se extendía por Europa, pero
hasta la segunda mitad del siglo XX llego a ser utilizada mundialmente1. Actualmente, cada día mas, se racionaliza el uso de los recursos naturales,
incrementando el uso de materiales para la construcción a base de fibras
naturales, en varios países, el uso de materiales alternativos para la
construcción de vivienda representa un status, pues en algunas ocasiones el
material llega a ser más caro que los materiales convencionales para la
construcción, debido además a que son productos elaborados mediante
procesos no agresivos ambientalmente hablando.
2 Word Technology, oct 1998 v125 i8 p26
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
12
Por lo anterior, es lógico pensar que el desarrollo Tecnológico para la
producción y utilización de materiales alternativos para la edificación de
vivienda, tiene un doble beneficio para los usuarios.
Para la fabricación de tableros aglomerados no solo se utiliza la fibra de
coco, existen numerosas investigaciones en diferentes países en donde
combinan algunas otras fibras naturales que ofrecen una alternativa para
elementos utilizados en la construcción como lo son la fibra de Yute, Kenaf,
bagazo de caña, vástago de plátano, agave y lechuguilla entre otros.
México es uno de los primeros cinco productores de fibra de coco a nivel
mundial, por lo que su uso como materia prima para la producción de
elementos que contengan fibra de coco no esta fuera de la realidad, Por
fortuna nuestro país en general y en especifico el estado de Colima cuenta
con los recursos naturales a la espera de ser aprovechados en la producción
de diversos productos asociados a la edificación de la vivienda.
Figura 2 Plantío de palmeras de coco, carretera Armería-Colima.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
13
Los esquilmos agrícolas son poco aprovechados en la industria, pero pueden
ser una alternativa que podría ofrecer salidas a la pequeña y mediana
empresa, involucrando elementos claves para los sistemas de producción, la
integración, la optimización de los ciclos de producción con mínimas
perdidas, buen aprovechamiento de las fibras, ya que actualmente son
escasos sus usos y sabemos se puede lograr una alta productividad.
Además de producir un satisfactor que puede servir para obtener viviendas
dignas, ambientalmente integrales y aun costo factible.
El conocimiento integral de las propiedades físicas y químicas de la estopa
de coco, implica la oportunidad de emprender un camino que cada día
acercara a conocer sus verdaderas potencialidades, y sin duda permitirá
explorar un potencial importante a nivel mundial, no solo en el campo
Arquitectónico sino en otras ramas de la ciencia.
Por otra parte como ya se ha mencionado la producción de estos paneles
presupone un factor ambiental positivo, pues como es sabido, en la
fabricación de materiales para la construcción hay procesos altamente
contaminantes y con un mal consumo energético.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
14
5.- MARCO TEORICO 5.1- LA CONSTRUCCIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE Con el paso del tiempo la preocupación por el medio ambiente en el que
habitamos así como la necesidad de una vivienda digna y sustentable han
adquirido mayor fuerza dentro de la sociedad, dando paso a múltiples
propuestas por parte de organismos gubernamentales, así como de expertos
en el área de la construcción, con el objetivo de satisfacer la necesidad de los
usuarios, permitiendo un acercamiento no solo de comprensión teórica, sino
también de manera práctica.
En México existen diversos organismos que otorgan financiamiento para la
construcción de vivienda. (tabla no. 1)
El Infonavit (Instituto de Nacional de Fomento a la Vivienda) por ejemplo en
su programa de labores y financiamiento para el 2005 expresa que su
principal reto nacional en materia de vivienda consiste en satisfacer la
creciente demanda habitacional de esta población. Por lo tanto incrementa a
375 mil créditos su meta para este año. Cabe mencionar que el 56% de los
créditos se canalizaran a trabajadores que ganan menos de 4 veces salarios
mínimos.2
En este contexto, el Gobierno Federal se ha planteado como meta para el año
2006, alcanzar la edificación y financiamiento de 750 mil viviendas. 3
2 www. Infonavit.gob.mx/inf._general/noticias/comunicados/2004/bp_084.shtml 3 www.infonavit.gob.mx
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
15
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
16
La construcción del hábitat humano se da prácticamente en concomitancia
con la evolución de la especie humana pues, muy tempranamente, el ser que
daría origen a lo que hoy somos empezó a buscar formas de hábitat.4
Respondiendo de esta manera a una necesidad que evolucionaría cada vez
mas en el conocimiento de su entorno y de su especie.
En el principio de la historia, el descubrimiento de los recursos con los que el
hombre podía obtener elementos para refugiarse trajeron consigo además, el
conocimiento de las leyes naturales, que daban paso a recuperarse después
de los impactos sufridos por estas mismas, así como el asimilar e incorporar
los cambios que le fueron impuestos.
Sin embargo hace ya milenios que la dinámica de aprendizaje y utilización de
estas leyes por el hombre supera en mucho la dinámica de la naturaleza.
Esta tendencia a rebasar la dinámica de los tiempos de generación y
regeneración de la naturaleza y las repercusiones de esto en la sociedad es lo
que hoy conocemos como el problema ambiental. 4
Actualmente el hombre tiene un sinfín de elementos que puede utilizar en la
construcción de su hábitat, elementos que en su momento tuvieron sus
ventajas y desventajas. Por lo tanteen nuestra época se procura su empleo
de la manera mas eficiente.
4 Obras, Marzo 2001, año XVIII-no. 339
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
17
La cultura de conservar nuestro medio ambiente y ayudar a que tengamos
un lugar digno en el que todos los seres humanos podamos habitar es una
de las prioridades para todo profesionista y ser humano que desea un mundo
lleno de naturaleza y vida para todos.
“En el transcurso de las próximas décadas, la población del país
completará una fase de la transición demográfica, que dará como
resultado un claro predominio de los grupos de la población de 15-64
años de edad. Este perfil de la dinámica demográfica permitirá el arribo
de generaciones numerosas a la edad de contraer matrimonio o de
formar un hogar independiente.”5
De cierta manera la relación construcción-medio ambiente es para muchos
un tema que elimina la mayoría de las posibilidades de conservar estas
reservas ecológicas como patrimonio de las siguientes generaciones.
Con el paso del tiempo las grandes urbes van absorbiendo al campo y
dejando atrás las grandes extensiones de tierra que sirven como confort de
nuestro medio ambiente, por tal motivo diferentes empresas y organismos
realizan numerosos estudios e investigaciones en búsqueda de nueva
alternativas de vivienda que utilicen materiales no agresivos al medio
ambiente, solucionar el problema de vivienda no es nada fácil, pero encontrar
la manera de utilizar tecnologías que dependan en menor escala de la
madera o que se incluyan productos reciclados puede ser mas económico que
los convencionales y a la vez aun mas a reducir los desechos depositado en
los basureros.
5 www.edomexico.gob.mx
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
18
Un ejemplo es el caso del arquitecto Alfonso Rodríguez López que en su libro
“Tecnologías para la vivienda popular especifica”, plantea una contribución a
la solución de la problemática de vivienda en México. Cecilio Rogelio Uriza
Salgado, profesor especialista en el área de vivienda, hizo un análisis del
contenido y las perspectivas del libro:
“Uno de los atributos de esta publicaron es que propone una tecnología
relacionada con lo bondadoso y económico que resulta la construcción
con tierra como los paneles y prefabricados, dadas sus características.
La tecnología sustenta, promueve y apoya la participación comunitaria
que requiere la autoconstrucción”.6
6 http://www.fedevivienda.org.co/18-internacionl.html
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
19
5.2 DIFERENTES TIPOS DE TABLEROS
El tablero aglomerado es un material en forma plana el cual puede ser
elaborado de pequeñas astillas de madera o algún otro material
lignocelulósico fibroso, aglutinado por medio de un adhesivo bajo la acción
de presión y calor durante un tiempo determinado (Fuentes 1989).
Se denomina tablero al producto madera y posterior agregación en piezas
estandarizadas, agregando en forma optativa elementos químicos que
mejoran sus propiedades (Lagos, 1993).
5.2.1 Tableros de Partículas
Son tableros fabricados con partículas de madera u otros materiales
lignocelulosicos, aglomerados mediante aglutinantes, y uno o más agentes
como el calor, presión, humedad, etc.
5.2.2 Tableros de Fibra
Son tableros hechos a partir de fibras de madera, se fabrican en base a una
amplia gama de materias primas por infiltrado de las fibras para después ser
compactados mediante unos rodillos o una prensa de platos. Dentro de estos
tableros se encuentran los Duros, MDF y Aislantes.
En el proceso de fabricación puede agregarse aglutinantes u otros materiales
que mejoren características como resistencia mecánica, resistencia al fuego,
ataque de insectos, pudrición y comportamiento hidrófugo.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
20
De acuerdo a su densidad se clasifican en:
Tableros de fibra duros: Se utilizan como revestimiento en distintas
aplicaciones como puertas, pisos, zoclos, muros divisorios, revestimiento en
muro, plafones etc.
Tienen una densidad que oscila entre 850 y 1200 kg/m3.
Tableros de fibra densidad media (MDF): La madera esta reducida a fibras de
gran homogeneidad. Por sus características es lo más parecido a madera
maciza con las ventajas de ser un tablero.
Tienen una densidad que oscila entre 720 a 800 kg/m3
5.2.3 Tableros Contrachapados
Son tableros formados a partir de varias láminas o chapas de madera
prensadas entre si, generalmente quedando la dirección de la fibra de cada
capa en forma alternada con la siguiente, para que el tablero logre
condiciones mecánicas en ambos sentidos.
En comparación con los tableros de fibra y partículas, las condiciones que
deben reunir las materias primas para la fabricación de chapa y tableros son
mucho más rigurosas, presentado considerables variaciones según uso y
calidad del panel.
5.2.4 Tableros de cemento-material lignocelulósico
El cemento actúa como aglutinante, actualmente este tablero tiene mucha
aceptación en el ramo de la construcción, en donde es utilizado como muro
divisorio en zonas húmedas, además para la construcción de casas
prefabricadas.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
21
Eureka
Cempanel. Tablero de fibrocemento para revestir fachadas y construcciones
de vanguardia. Forma parte de la línea de paneles de fibrocemento NT (nueva
tecnología), fabricados a base de cemento Pórtland, fibras naturales y
aditivos seleccionados que, después de ser sometidos a procesos de
autoclave, adquieren las propiedades requeridas. Flexible a diseños curvos,
resulta idóneo en muros interiores en condiciones de humedad.
Cemplank. Tabla de fibrocemento mayormente utilizada en los últimos cinco
años de vivienda. Esta hecho del mismo material que el Cempanel, sólo que
tiene tabletas de 12 cm. de ancho, las cuales se instalan traslapadas una
con otra (estilo siding) en los muros de las fachadas. Presenta dos tipos de
acabado: liso o imitación madera natural.
Durok. Losa de cemento que se forma en un proceso continuo de lechada de
cemento Pórtland en bordes y superficies anteriores y posteriores
completamente rodeados de malla de fibra de vidrio y recubierta de polímero.
Los bordes son suaves, los extremos son cortados en escuadra.
Posee una base suave y segura para mosaicos de vidrio y cerámicos, es
adecuada para aplicarse en armazones de madera o acero con espaciamiento
de 16” en construcciones nuevas o en remodelaciones. Es ideal para el uso
de paredes, pisos y techos en áreas secas y húmedas. No se deteriora en
presencia de agua de modo que es altamente durable es áreas de alta
humedad como baños, regaderas, cocinas y cuartos de lavado.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
22
5.3- INVESTIGACIONES RELACIONADAS CON TABLEROS ELABORADOS
DE MATERIALES ALTERNATIVOS
En México, como en varios países las fibras vegetales han sido investigadas
desde hace años como una alternativa destinada a la vivienda de interés
social; principalmente por su bajo costo y por su por utilización como
desecho de otras actividades económicas. 7
Al mismo tiempo, el crecimiento constante de la población y el aumento de
las necesidades de vivienda han creado la necesidad de experimentar en el
área de los tableros aglomerados. Ejemplo de ello son las siguientes
investigaciones que se presentan.
Chapilla, Viruta y Aserrín
En Colombia por ejemplo, se utiliza la chapilla, la viruta y el aserrín para la
elaboración de un tablero aglomerado combinando todos los elementos a
densidades, pesos y volúmenes. 8
El proceso de fabricación de estos tableros es sencillo desde su origen hasta
su distribución, recolectan los desperdicios en depósitos de la ciudad, tales
como aserraderos, fábricas de muebles, etc.,
7 Desde su fundación, el departamento de madera, celulosa y papel “Ing. Karl Augustin Grellmann”
de la Universidad de Guadalajara, a través del laboratorio de tecnología de la madera y materiales a
base de madera ha mantenido entre otras, una línea de investigación de materiales fibrosos no
tradicionales.
8 Fernando Velasco, Ingeniero Forestal de la Universidad Distrital
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
23
Cuando los residuos tiene un contenido de humedad entre el 15 y el 25%
son sometidos a un proceso de secado, ubicándolos en un patio cubierto con
teja de zinc para generar mayor temperatura y un movimiento forzado de
aire, el material se extiende y se mueve constantemente con la finalidad de
que lleguen a un equilibrio con el medio ambiente, una vez logrado esto, son
trasportados a la fabrica de producción en donde son homogenizados
granulométricamente con un molino de martillos de tamiz.
Se realizan las combinaciones del material (virutas, aserrín, hojuelas) y se
pasa a una mezcladora por pulverización en donde se empapan de una
resina formaldehído y así los residuos quedan mojados y uniformes.
Para finalizar el proceso se coloca el material en marcos para ser moldeada y
se pasa sobre la mezcla de arriba hacia abajo un rodillo que nivela y presiona
(con una prensa hidráulica caliente a 150 °C de 450 ton, con una presión
máxima de 300 Kg. /cm.) la masa de desperdicios dándole cuerpo y
calibrando de acuerdo a la altura que se desee.9
En este caso la firmeza y la rectitud del tablero se someten a una prensa fría
de tornillos, se saca de la prensa, se lija por los cuatro lados en una medida
de 1.25 x 2.45 cm.
9 Revista M&M, .El mueble y la madera.- Tableros de madera aglomerados “EL USO INTELIGENTE DE
LOS DESECHOS”, rev. no. 28 Alexandra Colorado Castro. Julio 1999
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
24
Las propiedades físico-mecánicas del tablero de reciclaje quedan de la
siguiente manera:
Densidad 0.80 g/cm3
Modulo de ruptura a flexión 17.5 N/mm2
Modulo de elasticidad por flexión 3000 N/mm2
Absorción de agua 17% del peso
Fibra de coco, Aserrín
En México hay antecedentes de experimentación con tableros bajo
proporciones de fibra de coco y aserrín de madera (F-A) utilizando como
aglutinante Urea Formaldehído (U-F) con tamaños de fibra de coco diferente,
que resultaron de la molienda con discos de 0.100”, 0.075” y 0.050“. Ambos
fueron mezclados con resina UF, bajo ciertas condiciones10. (gráfico no. 2)
Presión 80 bar
Temperatura 160° C
Resina 10% U-F
Tiempo 10 minutos
Espesor 16 mm.
Densidad 0.65-0.70 g/cm3
Formato 300 x 300 x16 mm.
10 Fuentes T.F.J., Montes R.E., Samano S.C., Garcia E. LA FIBRA DE LA ESTOPA DE COCO
USOS ACTUALES Y POSIBILIDADES DE UTILIZACION EN AGLOMERADOS, AMATL Boletín de
difusión del instituto de Madera, Celulosa y Papel de la Universidad de Guadalajara, México, Vol II,
Numero 4, oct-Dic 1988. pp.2-7
FIBRA % ASERRIN %
100
80
60
50
40
20
0
20
40
50
60
80
Tabla no. 2 Proporción en porcentaje de fibra-aserrín
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
25
En relación con las propiedades de resistencia tuvieron mejores resultados
los tableros realizado con las aperturas de discos de 0.075” y de 0.50”, no
hubo diferencias estadísticamente significativas en el tablero 80% fibra y
20% aserrín, así como el elaborado con 100% de fibra de coco, por lo tanto
estas combinaciones se pueden realizar sin que la resistencia a la flexión
disminuya.
Astillas del fuste de la palma de coco
FUENTES en el año de 1989, elaboró y evaluó tableros aglomerados a partir
de astillas del fuste de la palma de coco, teniendo como objetivo determinar
la posibilidad técnica de aprovechamiento de este recurso en la elaboración
de tableros aglomerados de partículas, mediante el uso de un Diseño
Experimental Central Compuesto Rotacional.
Realizando tableros en un formato de 350 x 350 x 16 mm., se analizaron
factores como proporción de resina, temperatura y tiempo de prensado.
En este experimento, Fuentes utilizó como aglutinante resina (urea-
formaldehído), 2.5% de cloruro de amonio respecto a la resina aplicada, 20%
de amoniaco respecto al cloruro de amonio y 1% de parafina con respecto al
material base seca.
También determinó la influencia de la densidad de la madera sobre la
resistencia a la flexión del tablero, a diferente densidad del mismo pero a
iguales condiciones de proceso, en donde se observa que conforme se
incrementa la densidad de la madera se disminuye la resistencia del tablero,
por consiguiente, para compensar tal reducción es necesario incrementar la
densidad de este.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
26
En los resultados se encontró que la astilla del fuste de la palma de coco
permite la fabricación de tableros aglomerados, cuyas propiedades cumplen
satisfactoriamente con las exigencias de calidad para un tablero de uso
general y densidad media.
Respecto al hinchamiento del tablero se observo que un exceso de resina
produce un efecto desfavorable. En este caso particular se presentó después
de un 16%.
De igual forma tiempos de prensado mayores a 10 minutos resultaron
inconvenientes, sobre todo en combinación con un incremento de la
temperatura a partir de los 150° c. 11
Otra experiencia con tableros similares fue obtenida por ACHIM WICKE
Ingeniero de la Universidad de los Andes en Venezuela, según Wicke la
consistencia del tablero influye en su resistencia contra el fuego, pues en
donde los tableros son poco consistentes son vulnerables a este, el cual
favorece a la combustión, así mismo determina que para que sean resistentes
al fuego deben tener un espesor mínimo de 25 mm.
11 Fuentes T.F.J., ELABORACION Y EVALUACION FISICO-MECANICO DE TABLEROS AGLOMERADOS
A PARTIR DE ASTILLAS DEL FUSTE DE LA PALMA DE COCO, Tesis Maestría, Universidad de
Guadalajara, Noviembre 1989.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
27
Fibra de coco
Por otro lado, en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de
Guadalajara se realizó un anteproyecto para la fabricación de aglomerado a
partir de la fibra de coco, a cargo la I.Q. Maria del Carmen Zepeda y Maria
Isabel Ibarra Vega optando por este tipo de fibra debido a su poca utilización
dentro de la Republica Mexicana.
En este estudio describe el proceso de elaboración del tablero a base de fibra
de coco y resina (urea-formaldehído), teniendo como variables el tamaño de
la partícula, contenido de humedad, adición de resina y aditivo, peso de la
tabla, humedad, densidad y espesor.
Se realizaron probetas para pruebas como flexión estática, contenido de
humedad, pruebas de fuerza a tensión perpendicular, densidad, absorción de
agua e hinchamiento, cizallamiento paralelo al plano, en donde se comprobó
que el producto esta dentro de los limites de aceptación.12
En Brasil, por medio de la empresa AGOPYAN en 1991 se analizó la
posibilidad del aprovechamiento de residuos y subproductos de la extracción
y del procesamiento de fibras vegetales para reciclaje en la construcción civil.
Utilizaron cinco diferentes tipos de residuos; a partir de las fibras de sisal
(agave sisalana), coco (cocos nucifera), pulpa de celulosa de eucalipto
(Eucalyptus grandis) y banana (Musa canvendishii).
12 Zepeda P., C.; Ibarra V., I.; ANTEPROYECTO PARA LA FABRICACION DE AGLOMERADO A PARTIR
DE LA FIBRA DE COCO Universidad de Guadalajara, Facultad de Ciencias Químicas Julio de 1993
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
28
Estos residuos fueron caracterizados, y utilizados en el refuerzo de matrices
frágiles, a base de cemento de escoria básica granulada de alto horno, así
pues en conjunto con otros proyectos de investigación se llegó a la definición
del aglomerante y del compuesto a ser probado en esta fase experimental, en
la cual fueron realizadas probetas con las siguientes características:
Relación aglomerante: arena gruesa: 1:1,5.
Relación agua/aglomerante: 0,5.
Volumen de fibra: 2%
Aglomerante: cemento de escoria básica granulada de alto horno
(procedencia: CST, Blaine: 500 m2/kg), activada por gipsita e hidróxido de
calcio.
El mezclado y moldeado del compuesto fue manual, y se curo por inmersión
en agua, durante 7 días, y al aire libre (ambiente de laboratorio) hasta el día
de los ensayos.
El resultado fue un desempeño, en la mayoría de los casos, superiores al
patrón de referencia. 13
13 Savastano Jr., Holmer; Flores, Carlo A. Reginaldo Araujo, Rosario, Samuel F, IDENTIFICACIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES, PARA USO EN LA CONSTRUCCIÓN CIVIL.
publicado revista de ingeniería industrial, Lima, Perú n. 23, 1999.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
29
Cemento y partículas mineralizadas de madera
En nuestro país, la Compañía Prefabricados Estructurales Guadiana Bison,
S.A. de R.L., filial de Grupo Guadiana en Durango, invirtió varios años de
trabajo hasta obtener un material que afirman, es un avance en la tecnología
de la construcción, una disminución en el manejo de materiales y la
posibilidad de reproducirlo industrialmente . 14
Conjuga para su elaboración insumos tradicionales como lo son el cemento y
la madera en partículas mineralizadas.
Las propiedades del tablero están determinadas por sus insumos básicos: el
cemento y las partículas mineralizadas de madera. Del primero, utilizado en
un proporción del 71% del peso, adquiere su resistencia al clima, fuego,
hongos, polilla y termitas. Del segundo, asimila su elasticidad, bajo peso y su
facilidad para trabajarlo.
Cuando la madera ya esta fraccionada, en hojuelas de 22 mm a 35 mm de
longitud por 0.20 mm a 0.40 del espesor y sin ningún contenido de azúcar,
se mezcla con cemento Pórtland y agua. La cantidad de agua agregada a la
mezcla depende del contenido de humedad que contiene la astilla,
dosificándose de manera automática, a la mezcla se le aplica pequeñas
cantidades de compuestos químicos.
14 Mecanoescrito, Gpo. Guadiana
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
30
Se continúa con la formación del colchón sobre unas placas de acero, en
donde las fracciones más finas de la astilla quedan en las caras del tablero y
las fracciones más gruesas en el centro del mismo, de ahí se pasa a una
prensa en donde el tablero se forma bajo un presión de 2.4 n/nm2. Después
pasa a una cámara de curado donde permanece de 6 a 8 horas a una
temperatura de 70° a 80° c.
El último paso consiste en almacenar 12 días el tablero con el fin que alcance
la resistencia especificada, y posteriormente pasa a una cámara de
acondicionamientos donde se estabiliza con la humedad relativa.
En Durango este sistema ya fue aplicado para la construcción de 250 casas,
las cuales fueron entregadas al Instituto de Vivienda del Estado.
Se reporta que las pruebas de laboratorio realizadas han demostrado que
tiene características que lo hacen superior a otros comúnmente usados en la
construcción tales como: asbesto-cemento, yeso, aglomerados de partículas,
de madera contrachapada, etc.
Características técnicas:
Densidad 1.2 -1.3 gr/cm3
Resistencia al agua (hinchamiento) 2.2% después de 24hrs. en el agua
Coeficiente de expansión térmica 0.01 mm/m/0c
Conductividad de calor 0.16 Kcal./mhoc
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
31
Esfuerzos de ruptura:
E. de Compresión mayor de 15 N/mm2
E. de tensión mayor de 40 N/mm2
Modulo de elasticidad mayor de 3000 N/mm2
Esfuerzo Flexionante mayor de 9 N/mm2
Esfuerzo de tensión en flexión mayor de 4 N/mm2
Cemento Pórtland, partículas de madera y papel de desecho
Por otro lado Fred Kurpiel y Al Moslemi15, este segundo además postulante
desde hace tiempo de los productos de fibra-cemento, publicaron un articulo
en el año de 1995 denominado “Wood-panel makers consider cement-fiber to
boost profits”, enfocado al mercado de los tableros fibra-cemento en Estados
Unidos de América y Canadá. En donde consideraban que dicho mercado
crecería de un 30% a un 50% por año hasta el año 2000.
El producto esta hecho de Cemento Pórtland y de hasta un 25% de peso de
partículas de madera (80% por volumen). Y un 8% por peso de fibra de pulpa
y/o de papel de desecho. Hasta 1995, únicamente 10 plantas fabricaban
estos productos en Norteamérica. 2 en Canadá, y 6 en los estados unidos de
América.
15 vicepresidente de la Corporación Siembpelkaamp y profesor de la Universidad de Idaho.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
32
Cemento, Acero y Plástico.
En Europa el sistema de Duo-Massiv es un método que se basa en
“emparedados compuestos que contienen aglomerado con cemento,
sujetadores, barras de acero de refuerzo y espaciadores de plástico”.
La línea de ensamblaje es operada en su mayoría por computadora, lo cual
produce elementos de dimensiones exactas, con tolerancias muy pequeñas.
Los paneles son planos y lisos.
El uso de este tablero a base de madera en esta técnica de construcción
ayuda a aumentar la ganancia del mercado de la madera al reemplazar el
bloque 100% de concreto utilizados.
‘Provee a los procesadores de madera de un mercado para sus desechos de
madera’ (Ferry Van Elten).
Lo más importante, quizás, es la precisión en sus formas, el cual asegura que
todos los elementos de construcción encajan a la perfección, con las
tolerancias reducidas a milímetros, requerido por muchos métodos
convencionales.
Se dice que el tiempo de construcción en sitio es de 30% a 50% menos que
con los métodos convencionales, por lo tanto obtenemos una reducción en
mano de obra.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
33
Figura 3 Cocos Nucifera L.,
5.4.- MATERIAS PRIMAS 5.4.1.- La Palma de Coco
Cocos nucifera L., conocida comúnmente
como coco, palma de coco, es tal vez uno
de los árboles de los Trópicos mejor
reconocidos y uno de los más
importantes en México hablando en
términos de nuestra cultura y
costumbres, de igual manera dentro del
ámbito económico.
El cocotero (Cocos nucífera L.) se clasifica botánicamente como:
Clase: Monocotyledoneae.
Orden: Palmales
Familia: Palmacea
Subfamilia: Cocowsideae
Género: Cocos
Especie: nucífera.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
34
Apreciado por sus múltiples usos, el cocotero ha recibido numerosos
nombres entre los que se encuentran: “árbol de la vida”, “árbol del cielo”,
“árbol de los cien usos”, “el árbol de la abundancia”, etc.
En México, los estados productores de coco son Campeche, Colima,
Guerrero, Jalisco, Michoacán, Oaxaca, Tabasco, Nayarit, Sinaloa, Quintana
Roo y Yucatán.
Su historia
Si bien, la utilización del cocotero por parte del hombre tiene tras de sí una
larga historia, el tema sobre su origen sigue siendo un punto debatido.
La teoría más aceptada, es la que indica que el origen puede ubicarse en el
Sudeste asiático; en una vasta zona que abarca desde la península malaya
por el oeste, hasta Nueva Guinea y la Melanesia en el este.
A México llegó a través de dos rutas: la del Océano Atlántico favorecida por el
tráfico de esclavos, entre África y América, durante la primera mitad del siglo
XVI; y la ruta del Océano Pacífico, propiciada por la Nao de China, ruta
comercial que se mantuvo activa por más de 200 años entre Acapulco y
Filipinas, durante la segunda mitad del mismo siglo.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
35
El manejo comercial del cultivo del cocotero en nuestro país tiene más de
cien años. Es una palma que ha prosperado en las regiones tropicales y
subtropicales de las costas, de modo que hoy su presencia puede dividirse en
dos regiones:
- La del Golfo y Caribe, en las costas de Tabasco, Veracruz, Campeche,
Yucatán y Quintana Roo.
- La del Pacífico; en las costas de Guerrero, Colima, Oaxaca, Michoacán,
Sinaloa, Jalisco y Chiapas.16
En abril del 2000, la CONASAC (Comisión Nacional de Sanidad
Agropecuaria), determina que existen en México 149,826 hectáreas de
plantaciones de palma de coco, de los cuales se estima 203,501 toneladas de
copra al año.
El cocotero, una palma alta y erecta,
usualmente de 10 a 20 m de altura,
posee un tronco delgado, ya sea curvo
o recto, a menudo ensanchado e
inclinado en la base, con una corteza
parda o gris ligeramente rajada.
16 ASERCA, Revista mensual producida y editada por Apoyos y Servicios a la Comercialización
Agropecuaria, Órgano Desconcentrado de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural,
Pesca y Alimentación, fundado en 1991. DE NUESTRA COSECHA, Contenido no. 8646, pag. 3
http://www.infoaserca.gob.mx.
Figura 4 Se planta extensamente por su fruto y como una planta ornamental
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
36
Raíz.- El sistema radicular del cocotero es fasciculado. Las raíces primarias
son las encargadas de la fijación de la planta y de la absorción de agua. Las
terciarias (que se derivan de las secundarias) son las verdaderas extractoras
de nutrientes. Las raíces activas se localizan en un radio de 2 metros del
tronco, a una profundidad entre los 0.2 a 0.8 metros, dependiendo de la
profundidad efectiva del suelo y de la profundidad del nivel freático.
Tallo.- El tronco del cocotero es un espite no ramificado. En su extremo
superior o ápice presenta un grupo de hojas que protegen el único punto de
crecimiento o yema terminal que posee la planta.
La inflorescencia es la única ramificación del tallo. En ocasiones se
presentan anomalías como las ramificaciones múltiples. Debido a que el
tronco no posee tejido meristemático no engruesa, sin embargo, las
variaciones en la disponibilidad de agua inducen cambios en el diámetro del
tronco. El crecimiento en altura, depende de las condiciones ecológicas y de
la edad de la planta. También varía entre los diferentes tipos de cocoteros.
Hojas.- La hoja del cocotero es de tipo pinnada y esta formada por un pecíolo
que casi circunda el tronco, continúa un ráquis del cual se desprenden de
200 a 300 folíolos. El largo de la hoja puede alcanzar los 6 metros y es menor
al aumentar la edad de la planta.
En condiciones ambientales favorables una planta adulta de cocotero gigante
emite de 12 a 14 hojas por año, en cambio el enano puede emitir hasta 18
hojas en el mismo período. La copa presenta de 25 a 30 hojas (Santos
Ferreira. 1998).
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
37
Inflorescencia.- Posee inflorescencias paniculadas, axilares, protegidas por
una bráctea llamada espada. La espada se desarrolla en 3 o 4 meses,
después se abre y libera las espigas. Cada espiga posee flores masculinas en
los dos tercios terminales y femeninas en el tercio basal.
En los cocoteros gigantes las flores masculinas se abren antes que las
femeninas estén receptivas, induciendo así la polinización cruzada. En el
caso de los enanos la apertura es simultánea, por tanto hay un porcentaje
alto de autofecundación.
Fruto.- El fruto es una drupa, formado por una epidermis lisa, un
mesocarpio fibroso (también conocido como estopa) del cual se extrae fibra.
Más al interior se encuentra el endocarpio pétreo que es una capa fina y dura
de color marrón llamada hueso o concha, envuelto por él se encuentra el
albúmen sólido o copra que forma una cavidad grande donde se aloja el
albúmen líquido, también conocido como agua de coco.
El embrión se encuentra próximo a dos orificios del endocarpio, envuelto por
el albúmen sólido.
Según la variedad, el color, la forma y el grosos del fruto cambian cuando el
fruto esta maduro, su color puede ser amarillo, verde, castaño. La forma
pude ser redonda. Ovoide-globoso u ovoide triangular. El diámetro varía de
10 a 40 cm., el endocarpio tiene tres ojos basales. El peso del fruto pude
variar de 0.50 a 1.50 kg. 17
17 Rodríguez, A. R., EVALUACION FISICO-MECANICA DE LA MADERA DE LA PALMA DE COCO
(COCOS NUCIFERA) Tesis 1989, Universidad de Guadalajara
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
38
Composición del fruto:
Mesocarpio 35% (incluyendo pericarpio)
Endocarpio 12%
Endospermo 28%
Agua 25%
Sus usos
Aun no se ha llegado al aprovechamiento del 100% de todas las partes de la
palmera de coco (cocos nucifera), estudiándolo desde el punto de vista
residual, sin derrumbarlas para la producción de algún producto.
La copra es altamente aprovechada para la elaboración de aceites, jabones
etc. 8
La cáscara del coco, o endocarpio, se puede usar para hacer varios utensilios
tales como tazones, tazas, cucharas y cucharones, pipas para fumar,
ceniceros, floreros, cajas, juguetes, carbón, carbón activado, botones.
La parte mas utilizada de la palmera de coco es sin duda alguna su madera,
los usos dentro de la construcción son ilimitados, aunque esto genera un
daño a las plantaciones y es una causa de la disminución de los plantíos.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
39
5.4.2- La Fibra de Coco y sus Características
“La Fibra de coco pertenece a la familia de las fibras duras como el
henequén. Se trata de una fibra compuesta por celulosa y leño que posee
baja conductividad al calor, resistencia al impacto al impacto, a las bacterias
y al agua. Su resistencia y durabilidad lo hace un material adecuado para el
mercado de la construcción para usarlo como material de aislamiento
térmico y acústico”, explica Jaime Piña, experto en el estudio del cocotero en
el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
(INIFAP).
La fibra de coco se puede definir de forma cilíndrica, pared delgada, extremos
redondos; tiene pequeños vasos sementados y largos, vasos anulares en
espiral. Presenta un alto contenido de lignina, bajo porcentaje de celulosa y
pentosanos y un elevado porcentaje de cenizas.13
Figura 5 La fibra de coco posee una alta elasticidad y es factible a blanquear.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
40
La composición química promedio de la estopa de coco, resultados del
estudio elaborado en el valle de Tecoman, por el Departamento de Madera,
Celulosa y papel, universidad de Guadalajara.¡Error! Marcador no definido.
Lignina 42.5%
Celulosa 32.3%
Pentanosa 14.7%
Grasas saponificables 5.1%
Grasa insaponificables 0.7%
Cenizas 3.5%
Proteínas 1.2% = 100%
Elementos minerales en las cenizas
(Referidos al % total)
MnO 0.195
K2O 0.059
Na2O 0.003
SiO 2 0.701
Debido a que no se dispone del dato sobre el rendimiento neto de fibra de
coco, solo es posible hacer una estimación de la cantidad total de fibra
disponible, en base a la suposición aproximada de que el 10% del peso del
coco corresponda a fibra disponible. 18
18 Trabajo publicado en AMATL Boletín de difusión del Instituto de Madera, Celulosa y Papel de la Universidad de Guadalajara. México. Vol. II, Numero 4, Oct-Dic. 1988.pp 2-7
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
41
Usos
La estopa del coco (las fibras del mesocarpio) se usa para hacer colchones,
cuerdas, alfombras, brochas, bolsas, productos artesanales y en algunos
países se usa para la confección de asientos de carros. Las fibras más largas
se utilizan para hacer cepillos y escobas.
El procesamiento de la estopa produce el polvo de estopa, el cual se usa en
muchas regiones como material de empaque, en la manufactura de tableros
de partículas y como material aislante.
Como fertilizante se ha observado que la incorporación de polvo de estopa a
la mezcla de tierra usada en viveros induce un desarrollo radical más
acelerado en comparación al uso de otras formas de materia orgánica y ese
efecto se puede atribuir a la liberación de compuestos fenólicos del polvo de
estopa.
Actualmente ha encontrado mucha demanda como sustrato de cultivo por
sus extraordinarias propiedades físicas y su facilidad de manejo, así como su
carácter ecológico, de tal forma que en la Universidad del Valle, en Colombia
se realizan estudios para utilizar esta fibra como posible alternativa para
remplazar materias primas para la industria del papel. 19
19 Boletín AUPEC, Agencia Universitaria del Periodismo, Jenny Andrea Velez Vidal
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
42
5.4.3- El Cemento Es un material con propiedades adhesivas y cohesivas las cuales dan la
capacidad de aglutinar otros materiales para formar un todo, sólido y
compacto.
Su uso se remonta a la antigüedad, desde la época de los egipcios, griegos y
romanos, ellos iniciaron por mezclar arena, agua y piedra triturada, por lo
que se puede decir que este fue el primer concreto de la historia.
El cemento se obtiene a partir de la mezcla de materiales calcáreos y
arcillosos, así como de otros que contengan sílice, aluminio y óxidos de fierro.
Es un mineral finamente molido, usualmente de color grisáceo extraído de
rocas calizas, que al triturarse hasta convertirse en polvo y ser mezclado con
agua, tiene la propiedad de endurecer.
Su fabricación consiste en la trituración fina de la materia prima, mezclada
en ciertas proporciones y calcinada en un horno rotatorio de gran dimensión,
a una temperatura de 1400 ºC, donde el material se sintetiza y se funde
parcialmente formando bolas conocidas como clinker, que cuando se enfría el
material, se tritura hasta obtener un polvo fino al que se le añade un poco de
yeso para obtenerse, como producto final, el cemento Pórtland. También
existen otros tipos de cementantes, como los cementos naturales y los
cementos de alta alúmina.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
43
Cemento Pórtland
Actualmente se tiene bien establecido el uso del cemento, siendo el más
común el denominado Pórtland.
El cemento Pórtland debe su nombre a la semejanza, en color y calidad, con
la piedra de Pórtland, una caliza obtenida de una cantera en Dorset,
Inglaterra. Este cemento empezó a ser desarrollado por Joseph Aspin, en
1824.
La definición del Cemento Pórtland Compuesto, según la Norma Oficial
Mexicana, dice que es conglomerantes hidráulico que resulta de la
pulverización de clinker frió, a un grado de finura determinado y al cual se le
añaden sulfato de calcio natural, o agua y sulfato de calcio natural.
Según el grado de trituración, el cemento puede alcanzar un peso especifico
bastante elevado.
Existen varios tipos de cemento dependiendo de su so especifico. En relación
con su color general, se encuentran los cementos grises blancos.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
44
La clasificación general para diferentes tipos de cemento de acuerdo con su
propósito específico es la siguiente:
Tabla no. 3.- Tipos diferentes de cemento
Cemento tipo 1(Para todos los propósitos). Se usa este tipo de cemento para
mezclas de concreto en las que no se requieren de propiedades especiales,
sobre todo cuando los elementos estructurales no están expuestos a la
acción de sulfatos.
Cemento tipo 2(Resistente a los sulfatos) Este cemento tiene un propósito
especifico. Se recomienda su uso en estructuras que van estar expuestas a al
acción de cantidades no muy importantes de sulfatos.
Cemento tipo 3(De resistencia rápida). Este cemento logra alcanzar a la
resistencia en poco tiempo (una semana o quizá menos) y nos permite
optimizar tiempos de construcción. Se usa en pisos, caminos, baqueta, etc.
TIPO CARACTERISTICAS
1 Todo propósito
2 Resistentes a sulfatos
3 Resistencia rápida
4 Bajo calor de hidratación
5 Resistencia a la acción de sulfatos pesados
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
45
Cemento tipo 4 (De baja temperatura de hidratación). Este tipo de cemento
se usa primordialmente en estructuras masivas, tales como presas, donde
las temperaturas que se desarrollan durante el fraguado puedan dañarlas.
Cemento tipo 5 (De alta resistencia a los sulfatos) Se usa en estructuras
expuestas a la acción de sulfatos como, por ejemplo, el agua del subsuelo,
que tiene gran contenido de este material.20
Sus usos
El cemento es un elemento muy útil en la construcción, en la mayoría de los
casos insustituible en muchos trabajos. Cuando lo mezclamos con agua
formamos una lechada que utilizamos para los techos de las construcciones.
En combinación con arena y agua podemos obtener un mortero para
utilizarse en el pegado de ladrillo, tabique, tabicón, piedra, de igual manera
se puede utilizar como aplanado en muros interiores y exteriores. Cuando
mezclamos el cemento con grava, arena y agua formamos el concreto.
Como podemos observar el cemento nos sirve para pegar (tabique, block, etc),
lechear azoteas, fabricar tabique, aplanar, de igual manera se utiliza para
fabricar mosaicos, muebles de baño, tuberías, pisos de rodamiento vehicular,
losas, muros.
20 Gallo O.G.O.,Espino M.L.I, Olvera M.A.E., DISEÑO ESTRUCTURAL DE CASAS HABITACION
1ª. Edición, Mc Graw Hill, México, 2003.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
46
Pero no sólo se le utiliza en la vivienda, sino también para construir caminos,
aeropuertos, puentes, fábricas, etc.
Además, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales,
drenajes y acueductos se hace con este producto.
El cemento es un excelente estabilizante de residuos tanto municipales como
industriales, que deben ser tratados antes de ir a rellenos sanitarios.
La industria del cemento puede colaborar también para mejorar el ambiente.
Su mejor aporte en este sentido consiste en la utilización de los hornos de
fabricación de clinker para eliminar de una manera segura y definitiva una
gran cantidad de residuos. Los hornos tienen la característica de aceptar
como combustible muchos subproductos que tienen energía térmica (generan
calor), municipales, llantas, plásticos, finos de coque, residuos
hospitalarios.21
21Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto (IMCYC).
www.imcyc.com
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
47
6.- DESARROLLO EXPERIMENTAL 6.1- MATERIALES Y METODOS 6.1.1- Obtención de Materia Prima
La fibra de coco se obtuvo en una
fabrica dedicada a la venta e
importación de fibras, ubicada en el
Municipio de Armería, en el Estado
de Colima.
Coco Colima S.A. de C.V.22, es el
nombre de esta reconocida empresa,
en donde la cáscara de coco es
desfibrada mediante un proceso
mecánico, utilizando un molino.
La empresa compra la cáscara de coco, en grandes cantidades.
Y siguiendo todo un plan de trabajo con procedimientos muy sencillos que
agilizan el desfibrado se inicia con la colocación de la cáscara en unas
bandas contenidas en el molino, pasando por una zona de trituración en
donde se obtiene una fibra en breña, facilitando su uso, posteriormente se
coloca en unas plataformas donde se va acumulando carpetas de dicho
material.
22 Amado Nervo no. 10 col. Centro, c.p. 28000, Armería, Colima, México.
Figura 6 Fibra de coco, Materia prima obtenida en Armería, Colima.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
48
Finalmente se pesa el producto para formar las pacas que se envían a
destinos diferentes y de esta manera ser utilizados en diversos campos de
trabajo.
6.1.2- Desintegrado de Material Fibroso y Clasificación de partículas
Aun después del proceso de desfibrado mecánico quedan en las hebras
algunos pequeños trozos de cáscara de coco adheridos, los cuales no son
útiles para el experimento, de tal manera que es conveniente realizar un
desfibrado manual separando estos fragmentos.
Por otro lado, podemos observar que el tamaño de las fibras es muy variable,
se pueden obtener largos hasta de 30 cm., no obstante para el uso requerido
el tamaño de la partícula influye en gran medida; se requiere un tamaño con
un rango aproximado de 2 a 5 mm. de longitud para que la unión con los
elementos sea homogénea.
Figura 7 Las fibras logran alcanzar hasta 30 cm. de largo.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
49
Una vez separado el material fibroso
procedemos a la clasificación de las
partículas.
La clasificación de partículas es
necesaria por el perfil estructural que
tendrá el tablero, además por los
diferentes tamaños de las partículas
que resultan después de triturado el
material, en donde encontramos:
polvos, partículas finas, de superficie
amplia, burdas y muy gruesas etc.
Esta fase es muy importante, y aunque es una de las más sencillas es de
igual manera la más larga, de cierta manera porque es un trabajo mecánico-
manual.
El molino que se utilizó es de doble navaja, utilizaremos dos tamaños de
cribas, las cuales se irán cambiando para lograr la longitud necesaria
requerida en la elaboración de los tableros.
Figura 8 Molino de cuchillas, localizado en el Laboratorio de Madera, Celulosa y Papel, Universidad de Guadalajara.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
50
Iniciamos colocando un tamiz con separación de 1”, aunque debido al lo
pequeño de la boca de entrada en el molino se tiene que dosificar la fibra
para que sea bien molida.
Inmediatamente que se tritura toda
la fibra, se coloca una criba con
orificios de diámetro 1/4”, obteniendo
el tamaño necesario. Para concluir
esta etapa utilizamos un cernidor no.
0.01 para retirar el polvo de algunas
fibras que pudieran haberse molido
más de lo necesario.
Es recomendable moler toda la fibra en
un solo ciclo para iniciar la segunda
fase, pues de esta manera todo el
material tendrá las mismas propiedades
físicas y así podemos evaluar los
tableros con la misma variable.
En esta etapa pudimos percibir la
propiedad de la fibra de coco para
apelmazarse, algo que se debe considerar
en el momento de realizar las mezclas.
Figura10 Aspecto de la fibra utilizada para la elaboración de los tableros.
Figura 9 Mecanismo del molino, para realizar el cambio de las Cribas.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
51
Figura 11 La primer criba que se coloca dentro del molino tiene un diámetro de 1” en sus orificios
Imagen 12 La fibra se tritura en un molino de navajas, observamos la criba de ¼” de en sus orificios.
Imagen 13 Para retirar los polvos se pasa la fibra mediante este tamiz.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
48
6.2- DISEÑO EXPERIMENTAL
6.2.1.- Variables de Estudio
Con la finalidad de elaborar tableros aglomerados para su evaluación físico-
mecánica se llevó a cabo la aplicación de un Diseño Experimental Factorial
Multinivel en donde, este arreglo permite relacionar las variables, y analizar
el efecto de estas mismas, además permite la posibilidad de hacer
rectificaciones.( Cochran-Cox 1983) .
Para la elaboración de los tableros fibra de coco-cemento se seleccionaron las
siguientes variables:
Variables Independientes
1.-% Fibra de Coco
2.- % Cemento gris Pórtland
El agua y la arena están en relación de la proporción de cemento que
contiene cada tablero.
Variables Dependientes
1.- Resistencia a la Flexión
2.- Modulo de Elasticidad a Flexión.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
49
Por tal motivo, la densidad se establece en un principio de 1.2 g/cm3
pensando en obtener un tablero ligero, dicha densidad será rectificada en el
proceso de pruebas de laboratorio y determinaremos cuanto fue la variación
del peso y sus posibles aplicaciones.
6.2.2. -Combinación de las Variables La combinación se realizo por medio de un diseño Experimental Factorial
Multinivel, el cual permitirá evaluar el efecto de cada una de los variables
individuales sobre las propiedades de los tableros elaborados.
Las combinaciones estudiadas son las siguientes:
Tabla no. 4 Porcentajes de material en cada tablero que se elaboró.
Fibra Cemento Tablero No.
Block k % %
1
1
15
50
2 1 10 40 3 1 10 50 4 1 5 60 5 1 15 60 6 1 15 40 7 1 10 60 8 1 5 50 9 1 5 40
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
50
6.3 ELABORACIÓN DE TABLEROS CEMENTO-ESTOPA DE COCO 6.3.1. PREPARACION DE MEZCLAS
Se elaboraron muestras de 25 cm x 5 cm. x 1.2 cm. en base al Diseño, que
dio como resultado 9 tableros base fibra de coco y cemento, considerando
que de cada arreglo se obtuvieron cuatro probetas, por lo tanto se tiene un
total de 36 muestras que fueron sometidas a las pruebas físico-mecánicas.
El agua representa el 20% del aglutinante (cemento).
A la mezcla se le agrega por cada 90 gr. de estopa de coco 242.00 mililitros
de agua, para compensar el agua absorbida por la estopa de coco.
Arena 50º% del aglutinante (cemento).
Considerando proporciones similares para lograr un concreto de Fc= 150
kg/cm2
Los porcentajes para cada probeta de esta primer corrida de acuerdo al
diseño Factorial Fraccional.
Para transformar los porcentajes de la tabla anterior se realizó una operación
en donde se determinó el peso total de la suma de las cuatro probetas que
conforman un tablero, el cual representa el 100% de la masa, y de tal forma
mediante una ecuación matemática utilizando la densidad propuesta, se
obtuvo la proporción correspondiente a la fibra, cemento, arena y agua para
cada arreglo.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
51
Se transformo el porcentaje en peso utilizando las siguientes formulas:
1.- V= a x b x c
2.- Densidad ( ℓ )= m/V
3.- m= Densidad ( ℓ ) x V
En donde:
V= Volumen
m= masa
Por lo tanto:
Si la Densidad ( ℓ ) = 1.2 g/cm3
V= 5 cm X 25 cm X 1.2 cm= 150 cm3
m= Densidad ( ℓ ) x V
m= 1.2 g/cm3 x 150 cm3 =180 gr.
El resultado nos indica que una probeta de 5 cm x 25 cm x 1.2 cm. pesa 180
gr. con la densidad propuesta.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
52
Basándonos en las proporciones
determinadas en el diseño del
experimento para cada tablero,
utilizamos una balanza digital y
pesamos cada material (cemento,
arena, fibra, y agua), colocándolos en
recipientes de manera independiente.
De esta modo mezclamos en seco, el
cemento y la fibra, tratando de
impregnar ambos ingredientes,
dispersando en su mayoría las
núcleos de fibra que se forman.
Es de suma importancia el cuidado
del mezclado manual pues así se
lograra una homogeneidad en la
mezcla al momento de agregar el
agua y la arena.
Figura 14 Mesa de elaboración
Figura 15 Mezcla en seco de la fibra y el cemento.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
53
Posteriormente utilizamos el
mezclador de acero inoxidable y a
medida que se mezcla la pasta y se
hace más homogénea, vamos
incorporando lentamente el agua y la
arena, hasta mezclar los ingredientes
perfectamente. Se va realizando la
mezcla de un tablero e
inmediatamente su formación, pues de
acuerdo la naturaleza de los materiales
no es posible realizar todas las
combinaciones y dejar la formación del
colchón al final.
El tiempo de mezclado fue de
aproximadamente dos minutos, cabe
mencionar que la dosificación de las
mezclas influyó en cierto modo, pues
algunas proporciones requirieron menos
tiempo lógicamente porque tenían un
porcentaje menor de fibra, los tableros
con un grado mayor de fibra si ocuparon
del tiempo estimado para lograr su
homogeneidad.
Figura 17 Mezclador rotatorio de acero inoxidable.
Figura 16 Mezcla en seco de la fibra y el cemento.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
54
6.3.2- FORMACIÓN DEL TABLERO
Iniciamos esta fase de la elaboración colocando un plástico del tamaño de la
lámina de acero sobre la misma, para que al momento de sacar las probetas
del molde estas no se peguen. A continuación se colocan los moldes sobre el
plástico, así en el momento en que esta lista la mezcla depositarla de
inmediato, mediante un proceso continuo, el cual permite mantener
uniforme la distribución de la fibra y un nivel del conglomerado dentro de las
hormas, para ser prensado.
Figura 18 y 19 Acomodo de los moldes, podemos observar que se colocan cuatro moldes para cada proporción.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
55
Se cuidó que el molde sea cubriera totalmente para llegar a obtener una
muestra completamente uniforme, sin dejar vacíos que generaran burbujas
de aire, pues estas a su vez pueden ocasionar una menor resistencia en el
resultado de las pruebas aplicadas. Posterior a esto se colocó otro plástico y
la lámina de acero sobre las probetas previamente llenas, de tal manera esta
lista para pasar a la prensa.
Figura 20 Los moldes en los que se acomoda la mezcla, se realizó con detalle para evitar que se perdiera el agua contenida si se oprimía demasiado.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
56
6.3.3- PRENSADO DEL TABLERO
Sobre una prensa de resistencia eléctrica con
placas de 50 cm. X 50 cm. Se realizó esta fase
que complementa el proceso de elaboración.
El tablero se prensa en frío durante 10
minutos de la siguiente manera:
Figura 21 y 22 El tablero se coloca sobre la prensa de resistencia eléctrica aplicando presión de 30 bars durante 10 minutos.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
57
Se colocan en la prensa las láminas con las
probetas elaboradas, procurando su acomodo en el centro para lograr una
presión uniforme, se acciona una palanca para ejercer la presión hasta
llegar hasta los 30 bars.
Transcurridos los diez minutos se suspende la presión y las laminas de acero
son retiradas, colocándolas en el área de trabajo en donde se iniciara el
proceso de curado y fraguado. El prensado influye en algunas propiedades
tecnológicas del producto, como lo son la densidad del tablero, y la relación
entre la resistencia a la flexión y tensión perpendicular.
6.3.4- CURADO Y FRAGUADO DEL TABLERO
Una vez ubicadas las probetas en el área de trabajo se inicia el proceso de
curado y fraguado, así pues consiste en depositarle manualmente pequeñas
cantidades de agua sobre las probetas para que no se reseque el concreto y
aparecen grietas. Las probetas se dejaron dentro de cada molde.
El fraguado se va dando gradualmente desde el momento en que se esta
realizando la mezcla para la elaboración de las muestras.
Las pruebas de laboratorio se realizaran a los 28 días cuando el concreto
alcance su máxima resistencia, y así lograr resultados satisfactorios para
nuestras necesidades de uso.
Figura 23 Prensa eléctrica
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
58
Figura 24 y 25 Las probetas se colocan en la mesa de trabajo para dar inicio al curado.
Figura 26 y 27 Es necesarios desmoldar las probetas retirar en el momentos en que se retiran de la prensa, así evitamos posibles fracturas en el momentos de desprenderlos de los moldes.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
59
La necesidad de curar proviene del hecho de que la hidratación del cemento
sólo se logra en capilares llenos de agua. Por eso es necesario evitar la
pérdida de humedad de los capilares causada por la evaporación.
Figura 28 Posterior al llenado de los moldes se sugiere limpiarlos perfectamente y retira todo residuo de mezclas anteriores.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
60
6.4- EVALUACIÓN MECÁNICA DE LOS TABLEROS
Las pruebas físico-mecánicas se realizaron en el Instituto de Madera,
Celulosa y Papel “Ing. Karl Augustin Grellmann” de la Universidad de
Guadalajara, bajo la supervisión del M. C. Francisco Fuentes Talavera.
Figura 29 Tableros en etapa de fraguado.
Figura 30 Laboratorio del Depto. de Madera, Celulosa y papel, Universidad de Guadalajara, México.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
61
6.4.1- Comportamiento a Flexión
Se realizo la preparación de las muestras, registrando los datos de sus
características físicas como dimensión y peso.
Se asigna una clave a cada las probetas
para registrar sus propiedades físicas,
y de esta manera llevar un orden de la
información que se obtenga
individualmente.
Se utiliza un vernier o pie de rey para tomar las medidas de ancho, largo y
espesor de las muestras, así
mismo para pesar cada probeta
se utilizó una balanza analítica.
Figura 31 Asignación de claves para las probetas.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
62
Figura 33 Con el pie de rey se toman las medidas de las probetas, para archivar sus datos.
Figura 32 Pie de rey o Vernier
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
63
Figura 34 Los resultados son analizados para detectar variaciones en sus medidas.
- Resistencia
El mecanismo usado para realizar las
pruebas fue una maquina universal con
capacidad de 5 toneladas, marca Karl
Frank de origen Alemana. La cual
transmitir la fuerza a una velocidad
constante y además nos permite sacar
gráficamente la relación Fuerza-
Deformación.
De acuerdo a la Norma DIN (52362) La resistencia al flexión (RF) se define
como el cociente del momento Flexionante (M), producido por la fuerza
máxima (FM) aplicada, y el momento de resistencia del material (w).
La formula para determinar la resistencia a la flexión es la siguiente:
RF = M/W = 3 x Fx LS = N/ mm2
2 x b x h2
Figura 35 Balanza analítica digital para determinar el peso último de la probeta.
Figura 36 Maquina Universal, capacidad de 5 toneladas marca Frank.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
64
Donde:
RF= resistencia a la flexión (N/mm2)
M = momento de flexión
W = momento resistente
F = Fuerza máxima de ruptura (N)
Ls = Claro, distancia entre los soportes (mm).
b = ancho de la probeta (mm)
h = altura de la probeta (mm).
El ancho de la probeta para cualquier tipo de tablero es de 50 mm. Por su
parte el largo total es determinado por la suma del claro 200+50 .
La muestra se coloca sobre dos soportes y se aplica una carga en la parte
media de la distancia entre los apoyos, concentrada y distribuida
uniformemente, a una velocidad constante hasta que se presente el
rompimiento.
Se recomienda utilizar apoyos con soportes cilíndricos en combinación con
placas deslizables, cuando se trata solo de determinar la resistencia, el claro
entre soportes puede llevar una distancia de 200 mm.
- Módulo de elasticidad
Para la determinación del modulo de elasticidad se aplica:
BF x L
MEF=
4 x b x E3 x Bf
MEF = modulo de elasticidad por flexión
BF = cualquier diferencia de fuerza en newton en el campo
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
65
de deformación elástica.
Bf = la correspondiente deformación a centro
de la probeta de la diferencia de fuerza (BF) en mm.
Ls = distancia entre los soportes (mm).
b = ancho de la probeta (mm)
E = espesor de la probeta (mm)
Figura 37,38,39 y 40 Posición en la cual se colocan las probetas para aplicar la fuerza y determinar la resistencia a la flexión y el modulo de elasticidad.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
66
La deformación se representa colocando
un extensómetro en las caras radiales del
material, de las cuales en conjunto con la
carga de aplicación se obtienen una
grafica, siendo los ejes de referencia,
fuerza contra deformación, que después
se utilizaran para los cálculos
correspondientes.
A la realización de este ensayo se
obtienen graficas de comportamiento del
material, el modulo de elasticidad y
resistencia del material se expresa en N/
mm2. El ensayo a la flexión determina el
modulo de elasticidad y la resistencia a la
flexión.
Figura 43 Maquina Universal.
Figura 41 Muestra a la que se le aplico a carga.
Figura 42 Se observa que solo presento ruptura sin llevar a una deformación visible.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
67
Tabla 5 Características Físicas de las probetas TABLERO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F
Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-1A 1.46 468.93 1.20 51.00 250.00 15.00 228.80 56.00 7.00 2.40 4.60 1.60T-1C 1.65 445.99 1.18 51.00 250.00 15.00 226.60 63.00 6.00 2.50 4.10 1.70T-1D 1.63 458.74 1.22 51.00 250.00 15.00 232.90 62.50 8.00 2.90 5.30 1.90Promedio 1.58 457.89 1.20 51.00 250.00 15.00 229.43 60.50 7.00 2.60 4.67 1.73
Desv estandar 0.10 11.49 0.02 0.00 0.00 0.00 3.20 3.91 1.00 0.26 0.60 0.15
Coef. Variacion 6.45 2.51 1.39 0.00 0.00 0.00 1.39 6.45 14.29 10.18 12.92 8.81
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F
Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-2A 1.55 311.94 1.27 50.00 249.00 15.00 236.70 58.00 5.80 2.00 5.80 2.00 T-2C 1.03 388.19 1.23 50.00 250.00 15.00 229.80 38.50 7.50 1.90 5.80 1.30 T-2D 1.02 449.29 1.25 51.00 250.00 14.00 222.80 34.00 6.30 2.00 5.30 1.70
Promedio 1.20 383.14 1.25 50.33 249.67 14.67 229.77 43.50 6.53 1.97 5.63 1.67 Desv
estándar 0.30 68.81 0.02 0.58 0.58 0.58 6.95 12.76 0.87 0.06 0.29 0.35 coef.
Variación 25.21 17.96 1.68 1.15 0.23 3.94 3.02 29.33 13.37 2.94 5.12 21.07
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F
Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-3A 2.55 3761.50 1.40 51.00 250.00 14.00 251.00 85.00 8.50 2.50 1.00 0.40T-3C 1.33 4220.41 1.40 50.00 250.00 14.00 238.30 43.50 7.50 2.00 0.80 0.30T-3D 2.16 3492.83 1.40 51.00 250.00 14.00 241.90 72.00 9.00 2.50 1.20 0.50Promedio 2.01 3824.91 1.40 50.67 250.00 14.00 243.73 66.83 8.33 2.33 1.00 0.40
Desv estándar 0.62 367.91 0.00 0.58 0.00 0.00 6.55 21.23 0.76 0.29 0.20 0.10
coef. Variación 30.91 9.62 0.00 1.14 0.00 0.00 2.69 31.76 9.17 12.37 20.00 25.00
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
68
Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm mm mm
T-4B 5.94 8952.38 1.65 50.00 250.00 14.00 289.60 194.00 7.50 4.00 0.45 0.30T-4C 6.06 8824.49 1.62 50.00 250.00 14.00 283.40 198.00 7.60 3.00 0.40 0.20T-4D 6.45 8057.14 1.79 50.00 240.00 14.00 301.20 210.55 8.20 4.00 0.40 0.20Promedio 6.15 8611.34 1.69 50.00 246.67 14.00 291.40 200.85 7.77 3.67 0.42 0.23
Desv estándar 0.26 484.19 0.09 0.00 5.77 0.00 9.04 8.64 0.38 0.58 0.03 0.06
coef. Variación 4.30 5.62 5.42 0.00 2.34 0.00 3.10 4.30 4.87 15.75 6.93 24.74
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F
Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm Gr N mm mm Mm mm
T-5A 1.62 1253.83 1.17 51.00 250.00 14.00 209.60 54.00 8.00 3.00 2.40 0.90T-5C 1.65 1612.07 1.15 51.00 250.00 14.00 205.30 55.00 8.00 2.00 2.00 0.60T-5D 1.43 1168.24 1.13 52.00 250.00 14.00 205.00 48.50 8.00 2.30 2.60 0.80Promedio 1.57 1344.71 1.15 51.33 250.00 14.00 206.63 52.50 8.00 2.43 2.33 0.77
Desv estándar 0.12 235.46 0.02 0.58 0.00 0.00 2.57 3.50 0.00 0.51 0.31 0.15
coef. Variación 7.73 17.51 2.08 1.12 0.00 0.00 1.25 6.67 0.00 21.09 13.09 19.92
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F
Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-6A 0.92 409.97 1.02 50.10 249.00 13.50 172.10 28.00 6.20 1.40 6.40 1.40T-6B 1.08 473.99 0.99 51.00 249.00 14.50 182.00 38.50 7.00 2.10 5.00 1.50T-6C 2.11 493.18 1.06 51.00 249.00 14.00 188.60 70.20 8.90 3.00 6.80 2.30Promedio 1.37 459.04 1.02 50.70 249.00 14.00 180.90 45.57 7.37 2.17 6.07 1.73
Desv estándar 0.64 43.57 0.04 0.52 0.00 0.50 8.30 21.97 1.39 0.80 0.95 0.49
coef. Variación 47.13 9.49 3.54 1.02 0.00 3.57 4.59 48.21 18.83 37.02 15.58 28.46
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
69
Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-7ª 3.32 3761.50 14.00 51.00 249.00 14.00 237.30 110.50 10.00 3.00 0.80 0.10T-7B 3.77 2340.49 14.00 51.00 250.00 14.00 257.80 125.50 9.60 4.00 1.50 0.60T-7D 3.08 2029.04 13.00 52.00 248.00 14.00 234.90 104.50 10.00 4.50 1.80 0.80Promedio 3.39 2710.35 13.67 51.33 249.00 14.00 243.33 113.50 9.87 3.83 1.37 0.50
Desv estándar 0.35 923.55 0.58 0.58 1.00 0.00 12.59 10.82 0.23 0.76 0.51 0.36
coef. Variación 10.35 34.08 4.22 1.12 0.40 0.00 5.17 9.53 2.34 19.92 37.55 72.11
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-8B 5.43 7476.61 1.82 51.00 250.00 15.60 362.60 224.50 9.00 3.50 0.40 0.20T-8C 5.12 4419.25 1.79 51.30 250.00 15.70 359.80 216.00 10.00 5.00 0.60 0.30T-8D 5.96 6298.13 1.85 50.50 250.00 15.50 362.20 241.00 10.00 5.50 0.40 0.20Promedio 5.50 6064.66 1.82 50.93 250.00 15.60 361.53 227.17 9.67 4.67 0.47 0.23
Desv estándar 0.42 1541.99 0.03 0.40 0.00 0.10 1.51 12.71 0.58 1.04 0.12 0.06
coef. Variación 7.68 25.43 1.76 0.79 0.00 0.64 0.42 5.60 5.97 22.30 24.74 24.74
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
Probeta R.
Flexión MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1 no. N/mm² N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-9ª 4.91 5650.33 1.82 52.00 249.00 14.40 338.70 176.50 8.50 3.50 0.60 0.30T-9C 5.10 9961.62 1.76 52.00 250.00 14.50 332.30 186.00 10.00 4.00 0.40 0.20T-9D 5.15 9014.47 1.79 51.60 250.00 14.60 337.00 189.00 10.00 4.50 0.40 0.20Promedio 5.06 8208.81 1.79 51.87 249.67 14.50 336.00 183.83 9.50 4.00 0.47 0.23
Desv estándar 0.13 2265.75 0.03 0.23 0.58 0.10 3.32 6.53 0.87 0.50 0.12 0.06
coef. Variación 2.55 27.60 1.50 0.45 0.23 0.69 0.99 3.55 9.12 12.50 24.74 24.74
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
70
6.4.2 Comportamiento a Compresión
El esfuerzo de compresión es calculado del cociente de la correspondiente
fuerza F y del área de la probeta cargada A= a x b (donde a y b representan
las dimensiones de la sección transversal de la probeta).
Infraestructura para la prueba:
-Para realizar el ensayo de compresión es necesario contar como un aparato
de medición de la longitud, en este caso se uso un pie de rey, el cual nos
permite la determinación de las dimensiones de la probeta.
-El mecanismo para realizar la prueba de
compresión fue de igual forma la maquina
universal.
-Para el ensayo de la compresión se elaboraron
dos probetas de cada proporción, con sección
cuadrada.
F F
D= ------------ = ----------- =en n/mm2
A a*b
Figura 44 Se muestra el ensayo a compresión en la maquina universal.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
71
Tabla 6 Características Físicas de las probetas AGLOMERADO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Alto Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-1A 3.98 1.21 50.00 50.00 50.00 150.70 9950.00
T-1B 4.28 1.25 50.00 50.00 50.00 156.30 10700.00
Promedio 4.13 1.23 50.00 50.00 50.00 153.50 10325.00
Desv estándar 0.21 0.03 0.00 0.00 0.00 3.96 530.33
coef. Variación 5.14 2.58 0.00 0.00 0.00 2.58 5.14
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-2A 9.84 1.24 50.00 50.00 50.00 154.60 24600.00
T-2B 7.44 1.20 50.00 50.00 50.00 150.40 18600.00
Promedio 8.64 1.22 50.00 50.00 50.00 152.50 21600.00
Desv estándar 1.70 0.02 0.00 0.00 0.00 2.97 4242.64
coef. Variación 19.64 1.95 0.00 0.00 0.00 1.95 19.64
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-3A 9.60 1.40 50.00 50.00 50.00 173.10 24000.00
T-3B 10.62 1.40 50.00 50.00 50.00 173.30 26550.00
Promedio 10.11 1.40 50.00 50.00 50.00 173.20 25275.00
Desv estándar 0.72 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 1803.12
coef. Variación 7.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 7.13
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
72
Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-4A 16.78 1.82 50.00 50.00 50.00 228.00 41950.00
T-4B 15.82 1.71 50.00 50.00 50.00 214.00 39550.00
Promedio 16.30 1.77 50.00 50.00 50.00 221.00 40750.00
Desv estándar 0.68 0.08 0.00 0.00 0.00 9.90 1697.06
coef. Variación 4.16 4.48 0.00 0.00 0.00 4.48 4.16
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-5A 8.00 1.21 50.00 50.00 50.00 151.40 20000.00
T-5B 8.00 1.13 50.00 50.00 50.00 141.00 20000.00
Promedio 8.00 1.17 50.00 50.00 50.00 146.20 20000.00
Desv estándar 0.00 0.06 0.00 0.00 0.00 7.35 0.00
coef. Variación 0.00 5.03 0.00 0.00 0.00 5.03 0.00
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-6A 4.60 1.06 50.00 50.00 50.00 132.90 11500.00
T-6B 4.86 1.07 50.00 50.00 50.00 133.50 12150.00
Promedio 4.73 1.07 50.00 50.00 50.00 133.20 11825.00
Desv estándar 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.42 459.62
coef. Variación 3.89 0.32 0.00 0.00 0.00 0.32 3.89
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
73
Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-7A 9.08 14.00 50.00 50.00 50.00 158.00 22700.00 T-7B 8.00 14.00 50.00 50.00 50.00 161.00 20000.00
Promedio 8.54 14.00 50.00 50.00 50.00 159.50 21350.00
Desv estándar 0.76 0.00 0.00 0.00 0.00 2.12 1909.19
coef. Variación 8.94 0.00 0.00 0.00 0.00 1.33 8.94
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-8A 17.10 1.71 50.00 50.00 50.00 214.00 42750.00 T-8B 18.92 1.80 50.00 50.00 50.00 225.00 47300.00
Promedio 18.01 1.76 50.00 50.00 50.00 219.50 45025.00
Desv estándar 1.29 0.06 0.00 0.00 0.00 7.78 3217.34
coef. Variación 7.15 3.54 0.00 0.00 0.00 3.54 7.15
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
Probeta R.
Compresión Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max no. N/mm² g/cm³ mm mm mm gr N
T-9A 20.00 1.73 50.00 50.00 50.00 216.00 50000.00 T-9B 20.00 1.76 50.00 50.00 50.00 220.00 50000.00
Promedio 20.00 1.74 50.00 50.00 50.00 218.00 50000.00
Desv estándar 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 2.83 0.00
coef. Variación 0.00 1.30 0.00 0.00 0.00 1.30 0.00
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
74
Figura 45 La Probeta se coloca entre los dos platos de la maquina de pruebas.
Figura 46 Se aplica una carga a la probeta de forma homogénea.
Figura 47 Se observa la deformación que sufre la probeta, misma que se representa en un diagrama de Fuerza vs. Deformación.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
75
6.4.3 Graficas de Esfuerzo-Deformación
- Flexión
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
76
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
77
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
78
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
79
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
80
- Compresión
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
81
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
82
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
83
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
84
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
85
7.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN 7.1 ANÁLISIS DEL DISEÑO EXPERIMENTAL
7.1.1- Tablas de Resultados
Tabla 7 Ensayo de Resistencia a la Flexión TABLERO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%) Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³ T-1ª 1.46 468.93 1.20 T-1C 1.65 445.99 1.18 T-1D 1.63 458.74 1.22
Promedio 1.58 457.89 1.20 Desv estándar 0.10 11.49 0.02 coef. Variación 6.45 2.51 1.39
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexión MOE Densidad no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-2ª 1.55 311.94 1.27 T-2C 1.03 388.19 1.23 T-2D 1.02 449.29 1.25
Promedio 1.20 383.14 1.25 Desv estándar 0.30 68.81 0.02 coef. Variación 25.21 17.96 1.68
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%) Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³ T-3ª 2.55 3761.50 1.40 T-3C 1.33 4220.41 1.40 T-3D 2.16 3492.83 1.40
Promedio 2.01 3824.91 1.40 Desv estándar 0.62 367.91 0.00 coef. Variación 30.91 9.62 0.00
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
86
Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-4B 5.94 8952.38 1.65
T-4C 6.06 8824.49 1.62
T-4D 6.45 8057.14 1.79
Promedio 6.15 8611.34 1.69
Desv estándar 0.26 484.19 0.09
coef. Variación 4.30 5.62 5.42
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%) Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-5ª 1.62 1253.83 1.17
T-5C 1.65 1612.07 1.15
T-5D 1.43 1168.24 1.13
Promedio 1.57 1344.71 1.15
Desv estándar 0.12 235.46 0.02
coef. Variación 7.73 17.51 2.08
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-6ª 0.92 409.97 1.02
T-6B 1.08 473.99 0.99
T-6C 2.11 493.18 1.06
Promedio 1.37 459.04 1.02
Desv estándar 0.64 43.57 0.04
coef. Variación 47.13 9.49 3.54
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
87
Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%) Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-7ª 3.32 3761.50 14.00
T-7B 3.77 2340.49 14.00
T-7D 3.08 2029.04 13.00
Promedio 3.39 2710.35 13.67
Desv estándar 0.35 923.55 0.58
coef. Variación 10.35 34.08 4.22
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-8B 5.43 7476.61 1.82
T-8C 5.12 4419.25 1.79
T-8D 5.96 6298.13 1.85
Promedio 5.50 6064.66 1.82
Desv estándar 0.42 1541.99 0.03
coef. Variación 7.68 25.43 1.76
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexión MOE Densidad
no. N/mm² N/mm² g/cm³
T-9ª 4.91 5650.33 1.82
T-9C 5.10 9961.62 1.76
T-9D 5.15 9014.47 1.79
Promedio 5.06 8208.81 1.79
Desv estándar 0.13 2265.75 0.03
coef. Variación 2.55 27.60 1.50
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
88
Tabla 8 Ensayo de Resistencia a la Compresión
AGLOMERADO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)
Probeta R.
Compresión Densidad no. N/mm² g/cm³
T-1ª 3.98 1.21
T-1B 4.28 1.25
Promedio 4.13 1.23
Desv estándar 0.21 0.03
coef. Variación 5.14 2.58
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
Probeta R.
Compresión Densidad no. N/mm² g/cm³
T-2ª 9.84 1.24
T-2B 7.44 1.20
Promedio 8.64 1.22
Desv estándar 1.70 0.02
coef. Variación 19.64 1.95
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
Probeta R.
Compresión Densidad no. N/mm² g/cm³
T-3ª 9.60 1.40
T-3B 10.62 1.40
Promedio 10.11 1.40
Desv estándar 0.72 0.00
coef. Variación 7.13 0.00
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
89
Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-4ª 16.78 1.82
T-4B 15.82 1.71
Promedio 16.30 1.77
Desv estándar 0.68 0.08
coef. Variación 4.16 4.48
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%)
Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-5ª 8.00 1.21
T-5B 8.00 1.13
Promedio 8.00 1.17
Desv estándar 0.00 0.06
coef. Variación 0.00 5.03
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-6ª 4.60 1.06
T-6B 4.86 1.07
Promedio 4.73 1.07
Desv estándar 0.18 0.00
coef. Variación 3.89 0.32
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
90
Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-7ª 9.08 14.00
T-7B 8.00 14.00
Promedio 8.54 14.00
Desv estándar 0.76 0.00
coef. Variación 8.94 0.00
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%) Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-8ª 17.10 1.71
T-8B 18.92 1.80
Promedio 18.01 1.76
Desv estándar 1.29 0.06
coef. Variación 7.15 3.54
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
Probeta R. Compresión Densidad
no. N/mm² g/cm³
T-9ª 20.00 1.73
T-9B 20.00 1.76
Promedio 20.00 1.74
Desv estándar 0.00 0.02
coef. Variación 0.00 1.30
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
91
7.1.2 Efecto de las variables sobre las propiedades a flexión
Figura 48 Influencia de la fibra en la composición del tablero.
Grafica de Pareto
+ -
0 1 2 3 4 5 6
A
B: Cemento
A: Fibra
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION Tableros Fibra de Coco-Cemento
Resistencia A la Flexión n/mm2
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
92
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION Tableros Fibra de Coco-Cemento
Efecto del material
Fibra5.0 15.0
Cemento 40.0 60.0
0
1
2
3
4
5
6
Resistencia A la Flexión n/mm2
Figura 49 El efecto de la fibra en el tablero permite mas opciones de combinaciones.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
93
5 7 9 11 13 15
Fibra
4044
4852
56 60
Cemento
0
1
2
3
4
5
6
Resistencia A la Flexión n/mm2
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Grafica de Superficie de respuesta
Figura 50 La grafica muestra la influencia de los materiales interactuando entre si, en donde las tendencias manifiestan que a mayor cantidad de cemento y menor fibra produce una resistencia a la flexión mas elevada. De a cuerdo a esta graficala proporción 5% fibra-60% cemento es la que resulta con una resistencia mas alta que ninguna otra proporción.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
94
Grafica de Superficie de Respuesta
Fibra
Cemento
MOE
5 7 9 11 13 15 40 44
48 52
56 60 -
140
340
540
740
940
MODULO DE ELASTICIDAD
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Figura 51 La grafica determina con cual proporción obtenemos un módulo de elasticidad mayor, a mayor fibra mayor modulo de elasticidad.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
95
7.1.3 Efecto de las variables sobre las propiedades de compresión
Grafica de Pareto
Efecto del material
+ -
0 2 4 6 8
B:Cemento
AB
A:Fibra
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Figura 52 En el ensayo a compresión El efecto de la mezcla de los dos materiales Es positivo, aunque no significativo. independientes tienen influencia y efecto diferente, predominando la fibra de coco.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
96
Figura 53 La fibra tiende a proporcionar todas las variables, la resistencia a la compresión no es alterada si la proporción de cemento esta dentro del rango de 40% - 60%.
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Grafico de Efectos Principales
Compresión N/mm²
Fibra % 5.0 15.
Cemento %40.0 60.
0
3
6
9 12
15 18
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
97
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Figura 54 Efecto de la proporción de fibra y cemento sobre la Resistencia a Compresión.
Grafica de Superficie de Respuesta
Fibra % Cemento %
Compresión N/mm²
5 7 9 11 13 15 40
44 48
5256 60
0
4
8
12
16
20
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
98
8.0- COMPARACION CON OTRAS INVESTIGACIONES
a) Yonquist (S.f.)
Fabricio Gómez Rosales
b) “Tableros de fibra de Agave y Cemento. Tesis de Maestría en
Ciencias de la Arquitectura. C.U.A.A.D. Universidad de
Guadalajara, año 2005, pag. 86
c) Gpo. Guadiana
TABLERO TABLERO TABLERO TABLERO MADERA-CEMENTO AGAVE-
CEMENTO GPO. GUADIANA
FIBRA DE COCO-CEMENTO
PROPIEDADES
(A) (B) ( C ) RESULTADOS PROPIOS
RESIST. A FLEXION 5.5 N/mm2 7.5 N/mm2 9.00 N/mm2 5.00 N/mm2
MOE A FLEXION 1241 N/mm2 1753.93 N/mm2 3000.00 N/mm2 8200 N/mm2 RESIST. A COMPRESION 5.5 N/mm2 10.3 N/mm2 15.00 N/mm2 20.00 N/mm2
DENSIDAD 1.0 g/cm3 1.34 g/cm3 1.3 g/cm3 1.7 g/cm3
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
99
9.0- CONCLUSIONES
Respecto a la resistencia a la flexión, el incremento de la proporción de
cemento de 40% a 60%, no influye significativamente en esta.
Esta prueba nos arroja como optima la proporción 5% fibra-60% cemento, en
este caso para caracterizar un objeto habría que analizar lo que queremos del
material, que sea ligero y tenga menos resistencia a la flexión, o viceversa.
Sin embargo el incremento de la proporción de fibra, disminuyo la resistencia
a la Flexión.
La adición de fibra al cemento, genero un tablero si bien no mas resistente, si
mas, flexible, menos quebradizo.
La mejor resistencia a flexión de los tableros, Fibra de coco-cemento fue
entre 5 y 6 N/mm2.
En el ensayo de compresión, las mejores mezclas para compresión fueron 5%
fibra-40% cemento el cual alcanzo 200 kg/cm2 (tablero no. 9 ) a diferencia de
la proporción 5% fibra- 60% cemento (tablero no. 4) que apenas alcanzo los
59.00 kg/cm2.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
100
10.- RECOMENDACIONES
1.- EVALUAR EL POTENCIAL EFECTO DE TIEMPO DEL
PRENSADO.
2.- ESTUDIAR EFECTO DE TAMAÑO DE PARTICULA SOBRE
PORPIEDADESDE TABLEROS.
3.- ESTUDIAR EL EFECTO DE COMBINACIÓN CEMENTO-JAL
CON RELACIÓN SOBRE PESO DE TABLERO.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
101
11.- BIBLIOGRAFIA
A.A. Moslei,
PARTICLEBOARD
Vol 1, Vol 2, southern Illinois university Press
1935
ASERCA,
Revista mensual producida y editada por Apoyos y Servicios a la
Comercialización Agropecuaria, 1991. DE NUESTRA COSECHA,
Contenido no. 8646, pag. 3
Impresión: Talleres Gráficos de México
http://www.infoaserca.gob.mx.
Achim Wicke,
TABLEROS DE PAJILLA DE MADERA Y CEMENTO
Laboratorio Nacional de Productos Forestales, Merida-Venezuela, julio, 1972.
Universidad de los Andes
Anuario del Medio Ambiente
INEGI
Cemento Borrad
http://www.usg.com
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
102
Cochran-Cox
DISEÑOS EXPERIMENTALES
Editorial Trillas
Primera edición en español, 1965
Pp 360
Cultivos Perennes de México
Vll censo agropecuario
Publicación única, primera edición 412 pp.
Impreso en México
ISBN 970-13-1607-X
Durock, Brand
Fuentes T., F.J.
ELABORACION Y EVALUACION FISICO-MECANICA DE TABLEROS
AGLOMERADOS A PARTIR DELAS ASTILLAS DEL FUSTE DE LA PALMA DE
COCO
Tesis, Departamento de Madera, Celulosa y Papel, Universidad de
Guadalajara, Noviembre 1989
104 pp
T.F.J. Fuentes, G.J.A. Silva & Richter, H.G.
COCONUT STEM WOOD AND COIR (COCONUT FIBRE) POTENCIAL RAW
MATERIALS POR PARTICLEBOARD PRODUCTION
1997
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
103
Fuentes T.F.J., Montes R.E., Samano S.C., Garcia E.
LA FIBRA DE LA ESTOPA DE COCO
USOS ACTUALES Y POSIBILIDADES DE UTILIZACION EN AGLOMERADOS
Amatl Boletín de difusión vol. 11 no. 4 pag. 2-6
Oct-dic.
Universidad de Guadalajara
1988
Gallo O.G.O.,Espino M.L.I, Olvera M.A.E.,
DISEÑO ESTRUCTURAL DE CASAS HABITACION
1ª. Edición, Mc Graw Hill, México, 2003.
Identificación y caracterización de residuos agroindustriales, par uso en la
construcción civil
Savastano Jr., Flores Carlo A, Devito Reginaldo Araujo, Rosario, Samuel F.
Revista Ingeniería, Lima Perú no. 23, 1999
M. Neville
Tecnología del Concreto
Tomo 2
Editorial Limusa S.A. de CV.
1989, México
pp 325
Materiales alternativos al cemento Pórtland, José Iván Escalante García.
Revista Avance y Perspectiva vol. 21, marzo-abril 2002. pag. 79-88
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
104
Medardo, Lizano Ing.,Técnico en fruticultura del Programa Nacional de Rutas
de el Salvador
GUÍA TÉCNICA DEL GUÍA TÉCNICA DEL GUÍA TÉCNICA DEL GUÍA
TÉCNICA DEL GUÍA TÉCNICA DEL
Instituto Interamericano de Cooperación para la agricultura
Revista M&M, .El mueble y la madera.- Tableros de madera aglomerada “El
uso inteligente de los desechos”, rev. no. 28 Alexandra Colorado Castro.
Julio 1999.
Rodríguez, A.R.
EVALUACION FISICO-MECANICA DE LA MADERA DE LA PALMA DE COCO
(COCOS NUCIFERA)
Tesis 1989, Universidad de Guadalajara
Word Technology, sept 1995 v122 n7 p28(2)
Wood-Panel makers consider cement-fiber to boost profist.
Kurpiel, fred; Moslemi, Al A...
Tablero Estructural de Cemento
Gpo. Guadiana Bison
Vivienda emergente: Una nueva alternativa para un problema social
Francisco S. Yeomans Reyna y Ricardo Reynoso Miranda
Transferencia Año 12, Número 47, Julio de1999
Transferencia Postgrado, Investigación y Extensión en el Campus Monterrey
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
105
Word Technology, sept 1997 v124 n7 p26 (3)
European building system offers strengh, precision.
Porter, Kathy
Article A199777549.
Zepeda P., C.; Ibarra V., I.;
ANTEPROYECTO PARA LA FABRICACION DE AGLOMERADO A PARTIR DE
LA FIBRA DE COCO
Universidad de Guadalajara, Facultad de Ciencias Químicas
Julio de 1993
100 pp
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
106
FUENTES DE INFORAMCION
• INSTITUTO DE MADERA , CELULOSA Y PAPEL “ING. KARL
AUGUSTIN GRELLMAN”
• M. EN C. FCO. JAVIER FUENTES TALAVERA
• LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE LA MADERA Y MATERIALES A
BASE DE MADERA,
• LABORATORIO DE CIENCIAS QUIMICAS E INGENIERIA CIVIL DE LA
UNIVERSIDAD DE COLIMA
• COCO COLIMA, S.A.
AMADO NERVO NO. 10 ARMERIA, COL.
• PLANTA INDUSTRIAL DE CEMENTOS APASCO TECOMAN
Ing. Enrique Ortega
• PANELES CONSTRUCTIVO S DE COLIMA
27 de Septiembre no. 700
Colima, col.
• INEGI
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
107
12.- APENDICE a) Fotografías
Figura 55 Cernidor utilizado
para retirar basura a la arena
Figura 56 Arena cernida lista
para utilizarse.
Figura 57 Equipo utilizado
para prensar los tableros. Figura 58 Mezclador eléctrico
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
108
Figura 59 Probetas en proceso
de curado
Figura 60 Fraguado de las
probetas, a temperatura
ambiente.
Figura 61 Apariencia física de
algunas probetas
Figura 62 Apariencia física de
algunas probetas
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
109
Figura 63 Tableros fibra-
cemento
Figura 64 Tableros fibra-
cemento
Figura 65 Apariencia física de
tableros en los que predomina
la fibra.
Figura 66 Apariencia física de
tableros en los que predomina
la fibra.
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
110
Figura 67 Maquina Universal,
Laboratorio de Madera,
Celulosa y Papel.
Figura 68 En la maquina
Universal podemos obtener
graficas de la fuerza aplicada
al material.
Figura 69 Probeta colocada
para realizar la Prueba a
flexión
Figura 70 Estado físico de la
probeta después de aplicada la
carga
TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COCO-CEMENTO
111